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Nuevo electrolito de éter metilado para Li

Jun 11, 2023

Debido a su alta densidad de energía teórica, las baterías de litio y oxígeno (LOB) son el foco de mucha investigación para las generaciones futuras de almacenamiento de energía, particularmente para los omnipresentes vehículos eléctricos. Sin embargo, problemas como la baja eficiencia de ida y vuelta, la escasa reversibilidad y la inferior estabilidad de los electrolitos han obstaculizado las aplicaciones prácticas.

Una batería típica de Li-oxígeno no acuosa se basa en una reacción electroquímica reversible entre Li+ y O2. Durante este proceso, los intermedios oxidantes como LiO2, O22-, OOH- o 1O2 pueden atacar el electrolito orgánico y provocar una disminución del rendimiento. Encontrar un electrolito con mayor estabilidad es una de las cuestiones clave en el desarrollo de LOB.

Los electrolitos a base de éter se utilizan ampliamente en baterías de litio y oxígeno debido a su conductividad iónica relativamente alta, solubilidad de O2 y estabilidad electroquímica.

Sin embargo, los éteres convencionales tienen puntos débiles y son propensos a ser atacados por superóxidos u oxígeno singlete a través de reacciones abstractas de hidrógeno, lo que lleva a una disminución del rendimiento durante el funcionamiento a largo plazo.

Ahora, un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en China informa que ha desarrollado un éter cíclico completamente metilado, el 2,2,4,4,5,5-hexametil-1,3-dioxolano (HMD), que muestra una excelente estabilidad en el presencia de O2– o 1O2.

En un artículo publicado en la revista Angewandte Chemie, informan que el ciclo de vida de una celda con un electrolito basado en HMD fue de 157 ciclos, cuatro veces más que el de una celda con 1,3-dioxolano (DOL) o 1,2-dioxolano (DOL) convencional. Electrolitos a base de dimetoxietano (DME).

Los investigadores atribuyeron la excelente estabilidad del HMD en presencia de superóxido u oxígeno singlete porque todos los átomos activos de α-H están sustituidos con grupos metilo.

Según los investigadores, los hallazgos podrían conducir al desarrollo de baterías recargables de litio y oxígeno de alto rendimiento.

Recursos

Zhimei Huang, Haipeng Zeng, Meilan Xie, Xing Lin, Zhaoming Huang, Yue Shen, Yunhui Huang (2018) "Un electrolito de batería de litio-oxígeno estable basado en éter cíclico totalmente metilado" Angew. Chem. Int. Ed. doi: 10.1002/ anie.201812983

Publicado el 25 de enero de 2019 en Baterías, Li-O2 | Enlace permanente | Comentarios (0)